الولايات المتحدة تعد "مكوك" جديد. حلم طائرة الفضاء المطارد
اليوم ، في الولايات المتحدة ، العمل على قدم وساق لإنشاء مركبة فضائية جديدة. تقوم العديد من الشركات الخاصة بتنفيذ مشاريعها الخاصة في هذا المجال. في 14 أغسطس 2019 ، نشرت شركة Sierra Nevada Corporation بيانًا صحفيًا رسميًا مفاده أن مكوك الفضاء للشحن التابع للشركة سيطلق إلى الفضاء لأول مرة في عام 2021. من المخطط استخدام مركبة الإطلاق Vulcan كمركبة إطلاق. سيكون الاختلاف الرئيسي بين طائرة الفضاء الجديدة Dream Chaser والمكوك و Buran السوفياتي هو الأجنحة القابلة للطي ، والتي ستسمح للمركبة الفضائية بالانطلاق داخل الانسيابية الرأسية لمركبة الإطلاق.
في البداية ، تم تطوير طائرة الفضاء الجديدة Dream Chaser في نسخة مأهولة. بمساعدة المكوك ، توقع الأمريكيون تسليم رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية. ولكن بعد حادث الرحلة الأولى في عام 2013 ، في سبتمبر من العام التالي ، لم يتلق المشروع التمويل اللازم من وكالة ناسا ، وخرج من مسابقة برنامج الطاقم التجاري ، التي ذهبت العقود الخاصة بها إلى SpaceX و Boeing ، اللتين عرضتا خيارات للمركبة الفضائية المأهولة Dragon V2 و CST .100 Starliner على التوالي. بعد ذلك ، قررت شركة Sierra Nevada Corporation التحول إلى إنشاء نسخة نقل من المكوك. وبهذه الصفة ، أصبحت الشركة واحدة من الفائزين الثلاثة في المنافسة للمرحلة الثانية من برنامج الطاقم التجاري للإمداد بمحطة الفضاء الدولية 2. في إطار هذا البرنامج ، ستقوم طائرات دريم تشيسر الفضائية بست رحلات إلى محطة الفضاء الدولية حتى 2024.
ليس هناك شك في أن شركة سييرا نيفادا (SNC) تقوم بتنفيذ مشروعها. اليوم ، تأسست SNC في عام 1963 ، وهي واحدة من أكثر ثلاث شركات أمريكية ابتكارية تعمل في صناعة الفضاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن SNC راسخة في السوق المدنية والعسكرية والتجارية وهي مورد من الدرجة الأولى للقوات الجوية الأمريكية وواحدة من أسرع الشركات الأمريكية نموًا.
وفقًا لبيان صحفي ، قرر ممثلو شركة Sierra Nevada Corporation الأمريكية بشأن مركبة الإطلاق التي سيتم استخدامها في أول ست عمليات إطلاق لمكوك الفضاء Dream Chaser إلى محطة الفضاء الدولية. سيتم إطلاق طائرة الشحن الفضائية باستخدام صاروخ فولكان ، الذي طورته شركة أمريكية أخرى United Launch Alliance (ULA). في الوقت نفسه ، تؤكد شركة SNC أنه يمكن استخدام مجموعة واسعة من الصواريخ التقليدية ، الموجودة بالفعل في السوق ، لإطلاق مركبة فضائية للنقل. على سبيل المثال ، في وقت سابق ، تم اعتبار صاروخ أطلس 5 ، الذي تم تثبيت محرك RD-180 الروسي عليه ، بمثابة حامل محتمل.
تلاحظ SNC أنهم اختاروا ULA بسبب التعاون الوثيق في تنفيذ مشروع طائرة الفضاء Dream Chaser ، وأيضًا بسبب السمعة التي تتمتع بها United Launch Alliance بشكل خاص في مجال سلامة الطيران والالتزام بمواعيد الإطلاق. ULA هو مشروع فضاء مشترك مملوك من قبل اثنين من عمالقة الصناعة الأمريكيين ، Boeing و Lockheed Martin. إن الإرث المشترك لهذه الشركات في مجال الطائرات واستكشاف الفضاء هائل. تفتخر ULA ، التي تأسست في ديسمبر 2006 ، بالإطلاق الناجح لأكثر من 130 قمرا صناعيا في المدار ، والتي توفر الاتصالات العالمية ، ورصد الأرض ، وحل العديد من المشاكل العلمية.
لإطلاق حمولات متنوعة في الفضاء ، تستخدم ULA ثلاثة أنواع رئيسية من مركبات الإطلاق: Atlas-5 و Delta-2 و Delta-4. في الوقت نفسه ، تم استخدام هاتين العائلتين من الصواريخ من قبل الأمريكيين لأكثر من نصف قرن. وفي هذا الصدد ، ستحل مركبة الإطلاق الثقيلة Vulcan محل صاروخ أطلس 5. يجري العمل على خليفة صاروخ أطلس ، المجهز بمحرك RD-180 روسي الصنع في المرحلة الأولى ، في الولايات المتحدة منذ عام 2014. يتم إنشاء مشروع الصاروخ الجديد في إطار شراكات بين القطاعين العام والخاص. وفقًا للخطط ، يجب أن تتم الرحلة الأولى لمركبة الإطلاق Vulcan الجديدة في أبريل 2021. في الصاروخ الجديد ، ستكون المحركات الأمريكية الجديدة أساسًا في المرحلة الأولى ، نحن نتحدث عن محركات BE-4 الأكسجين والميثان. يعد استخدام الغاز الطبيعي المسال (الميثان) بدلاً من الكيروسين كوقود ميزة مبتكرة لمحرك الصاروخ هذا.
من المعروف بالفعل أن مركبة الإطلاق الأمريكية الجديدة Vulkan ستكون من مرحلتين. لإطلاق أحمال ثقيلة في المدار ، يسمح تكوين الصاروخ بتركيب ما يصل إلى 6 معززات جانبية صلبة. من المتوقع أن تكون النسخة الأكثر رفعًا من صاروخ فولكان قادرة على توصيل حمولة تصل إلى 34,9 طنًا في المدار. في الوقت نفسه ، سيتم استخدام نسخة من مركبة الإطلاق مع 4 معززات تعمل بالوقود الصلب ، ومحركين موجودين في المرحلة الثانية وفتحة رأس بطول خمسة أمتار لإرسال Dream Chaser إلى الفضاء.
إذا كان الصاروخ الأمريكي الجديد لا يزال في مرحلة تصميم وإنشاء أول نموذج أولي للرحلة ، والذي لن يتم إطلاقه قبل عام 2021 ، فإن العمل على مركبة الفضاء Dream Chaser قد انتقل إلى أبعد من ذلك بكثير. كانت المركبة الفضائية الجديدة من مهندسي شركة SNC في مرحلة الاختبار منذ فترة طويلة. بدأت اختبارات الطيران الأولى للجدة في عام 2013 ، على الرغم من أن الرحلة الأولى انتهت بفشل الجهاز. أثناء الهبوط ، لم يتم تمديد جهاز الهبوط الأمامي ، وتعرضت الطائرة الفضائية لأضرار جسيمة. نتيجة لذلك ، حدث أول هبوط ناجح للمركبة الفضائية في المطار فقط في نهاية عام 2017.
وفقًا لمشروع Dream Chaser ، إنها مركبة فضائية عادت إلى الأرض ، مصنوعة وفقًا لمخطط طائرة فضائية. عند إنشاء مركبة نقل فضائية جديدة متعددة الأغراض ، استخدم المطورون حلول التصميم التي تم تنفيذها سابقًا في تصميم المركبة الفضائية الأمريكية HL-20 وسلسلة كبيرة من سابقاتها ، بما في ذلك X-20 Dyna-Cor ، Northrop M2 -F2 و Northrop M2-F3 و Northrop HL-10 و Martin X-24A و X-24B ، وقد بدأ اختبار أولها في الستينيات من القرن الماضي. في البداية ، تم التخطيط لإنشاء نسخة مأهولة من السفينة ، مصممة لإيصال 60-2 رواد فضاء وحمولات إلى المدار ، ولكن في الوقت الحالي ، يجري العمل على نسخة غير مأهولة من المكوك في نسخة الشحن.
ستوفر السفينة الجديدة القدرة على نقل البضائع إلى مدار أرضي منخفض ثم العودة إلى الوطن. على عكس المركبات الفضائية الأخرى التي تهبط بالمظلة ، فإن المركبة الفضائية الجديدة ستهبط مثل طائرة على مدرج. من المقرر أن تهبط جميع المكوكات الست التي تم إطلاقها في إطار برنامج CRS-2 في مركز كينيدي للفضاء على المدرج الذي تم بناؤه لهبوط مكوك الفضاء السابق ، مكوك الفضاء.
سيتمكن مكوك الفضاء الأمريكي الجديد Dream Chaser من تسليم ما يصل إلى 5500 كجم من الشحنات المختلفة إلى محطة الفضاء الدولية ، بالإضافة إلى إعادة ما يقرب من 1750 كجم من الحمولة إلى الأرض. بفضل القدرة على الهبوط على المدرج وليس في البحر ، يمكن تفريغ البضائع التي يتم تسليمها إلى الأرض من الطائرة الفضائية بسرعة كبيرة. هذا مهم بشكل خاص للبرامج العلمية المختلفة ومفيد بشكل خاص عند إجراء التجارب البيولوجية. من الناحية الهيكلية ، سيتألف المكوك من جزأين: الطائرة الفضائية نفسها ووحدة شحن إضافية ترسو معها ، والتي ستكون موجودة في الجزء الخلفي من السيارة. السمة المميزة لـ Dream Chaser ستكون أجنحة قابلة للطي. مثل هذا الحل التقني ضروري لوضع السفينة داخل مقدمة مقدمة الصاروخ التي لا يتجاوز قطرها 5 أمتار. هذه الطريقة لإطلاق سفينة إلى المدار تميز الطائرة الفضائية الجديدة عن سابقتها الأمريكية ، مكوك الفضاء والمركبة السوفيتية بوران.
تجدر الإشارة إلى أنه في الاتحاد السوفيتي تم تطوير مركبة فضائية مماثلة في التصميم وطريقة الإطلاق ، تُعرف باسم BOR-4 (طائرة صاروخية مدارية غير مأهولة) أو Cosmos-1374. كانت مركبة فضائية تجريبية غير مأهولة ، والتي كانت نسخة مصغرة (حوالي 1: 2) من الطائرة المدارية الحلزونية. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، من عام 1982 إلى عام 1984 ، تم إجراء 6 عمليات إطلاق ناجحة لهذه المركبة الفضائية ، حيث تم إطلاق السفينة في مدارات مختلفة يصل ارتفاعها إلى 225 كم. تم إطلاق الجهاز ، وهو متواضع الحجم ، مثل طائرة الفضاء الأمريكية الحديثة Dream Chaser ، في مدار داخل غطاء رأس مركبة الإطلاق. جعلت الاختبارات والتجارب التي أجريت في الاتحاد السوفياتي في إطار برنامج BOR-4 من الممكن أخيرًا حل جميع المشاكل الحالية للحماية الحرارية لـ "النجم الرئيسي" لبرنامج الفضاء السوفيتي - طائرة صاروخية المدارية بوران.
في البداية ، تم تطوير طائرة الفضاء الجديدة Dream Chaser في نسخة مأهولة. بمساعدة المكوك ، توقع الأمريكيون تسليم رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية. ولكن بعد حادث الرحلة الأولى في عام 2013 ، في سبتمبر من العام التالي ، لم يتلق المشروع التمويل اللازم من وكالة ناسا ، وخرج من مسابقة برنامج الطاقم التجاري ، التي ذهبت العقود الخاصة بها إلى SpaceX و Boeing ، اللتين عرضتا خيارات للمركبة الفضائية المأهولة Dragon V2 و CST .100 Starliner على التوالي. بعد ذلك ، قررت شركة Sierra Nevada Corporation التحول إلى إنشاء نسخة نقل من المكوك. وبهذه الصفة ، أصبحت الشركة واحدة من الفائزين الثلاثة في المنافسة للمرحلة الثانية من برنامج الطاقم التجاري للإمداد بمحطة الفضاء الدولية 2. في إطار هذا البرنامج ، ستقوم طائرات دريم تشيسر الفضائية بست رحلات إلى محطة الفضاء الدولية حتى 2024.
ليس هناك شك في أن شركة سييرا نيفادا (SNC) تقوم بتنفيذ مشروعها. اليوم ، تأسست SNC في عام 1963 ، وهي واحدة من أكثر ثلاث شركات أمريكية ابتكارية تعمل في صناعة الفضاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن SNC راسخة في السوق المدنية والعسكرية والتجارية وهي مورد من الدرجة الأولى للقوات الجوية الأمريكية وواحدة من أسرع الشركات الأمريكية نموًا.
وجدت شركة Sierra Nevada Corporation بديلاً لصاروخ أطلس 5 بمحركات RD-180 الروسية
وفقًا لبيان صحفي ، قرر ممثلو شركة Sierra Nevada Corporation الأمريكية بشأن مركبة الإطلاق التي سيتم استخدامها في أول ست عمليات إطلاق لمكوك الفضاء Dream Chaser إلى محطة الفضاء الدولية. سيتم إطلاق طائرة الشحن الفضائية باستخدام صاروخ فولكان ، الذي طورته شركة أمريكية أخرى United Launch Alliance (ULA). في الوقت نفسه ، تؤكد شركة SNC أنه يمكن استخدام مجموعة واسعة من الصواريخ التقليدية ، الموجودة بالفعل في السوق ، لإطلاق مركبة فضائية للنقل. على سبيل المثال ، في وقت سابق ، تم اعتبار صاروخ أطلس 5 ، الذي تم تثبيت محرك RD-180 الروسي عليه ، بمثابة حامل محتمل.
طائرة فضاء دريم تشيسر ومركبة إطلاق فولكان
تلاحظ SNC أنهم اختاروا ULA بسبب التعاون الوثيق في تنفيذ مشروع طائرة الفضاء Dream Chaser ، وأيضًا بسبب السمعة التي تتمتع بها United Launch Alliance بشكل خاص في مجال سلامة الطيران والالتزام بمواعيد الإطلاق. ULA هو مشروع فضاء مشترك مملوك من قبل اثنين من عمالقة الصناعة الأمريكيين ، Boeing و Lockheed Martin. إن الإرث المشترك لهذه الشركات في مجال الطائرات واستكشاف الفضاء هائل. تفتخر ULA ، التي تأسست في ديسمبر 2006 ، بالإطلاق الناجح لأكثر من 130 قمرا صناعيا في المدار ، والتي توفر الاتصالات العالمية ، ورصد الأرض ، وحل العديد من المشاكل العلمية.
لإطلاق حمولات متنوعة في الفضاء ، تستخدم ULA ثلاثة أنواع رئيسية من مركبات الإطلاق: Atlas-5 و Delta-2 و Delta-4. في الوقت نفسه ، تم استخدام هاتين العائلتين من الصواريخ من قبل الأمريكيين لأكثر من نصف قرن. وفي هذا الصدد ، ستحل مركبة الإطلاق الثقيلة Vulcan محل صاروخ أطلس 5. يجري العمل على خليفة صاروخ أطلس ، المجهز بمحرك RD-180 روسي الصنع في المرحلة الأولى ، في الولايات المتحدة منذ عام 2014. يتم إنشاء مشروع الصاروخ الجديد في إطار شراكات بين القطاعين العام والخاص. وفقًا للخطط ، يجب أن تتم الرحلة الأولى لمركبة الإطلاق Vulcan الجديدة في أبريل 2021. في الصاروخ الجديد ، ستكون المحركات الأمريكية الجديدة أساسًا في المرحلة الأولى ، نحن نتحدث عن محركات BE-4 الأكسجين والميثان. يعد استخدام الغاز الطبيعي المسال (الميثان) بدلاً من الكيروسين كوقود ميزة مبتكرة لمحرك الصاروخ هذا.
من المعروف بالفعل أن مركبة الإطلاق الأمريكية الجديدة Vulkan ستكون من مرحلتين. لإطلاق أحمال ثقيلة في المدار ، يسمح تكوين الصاروخ بتركيب ما يصل إلى 6 معززات جانبية صلبة. من المتوقع أن تكون النسخة الأكثر رفعًا من صاروخ فولكان قادرة على توصيل حمولة تصل إلى 34,9 طنًا في المدار. في الوقت نفسه ، سيتم استخدام نسخة من مركبة الإطلاق مع 4 معززات تعمل بالوقود الصلب ، ومحركين موجودين في المرحلة الثانية وفتحة رأس بطول خمسة أمتار لإرسال Dream Chaser إلى الفضاء.
طائرة الفضاء دريم المطارد ومميزاتها
إذا كان الصاروخ الأمريكي الجديد لا يزال في مرحلة تصميم وإنشاء أول نموذج أولي للرحلة ، والذي لن يتم إطلاقه قبل عام 2021 ، فإن العمل على مركبة الفضاء Dream Chaser قد انتقل إلى أبعد من ذلك بكثير. كانت المركبة الفضائية الجديدة من مهندسي شركة SNC في مرحلة الاختبار منذ فترة طويلة. بدأت اختبارات الطيران الأولى للجدة في عام 2013 ، على الرغم من أن الرحلة الأولى انتهت بفشل الجهاز. أثناء الهبوط ، لم يتم تمديد جهاز الهبوط الأمامي ، وتعرضت الطائرة الفضائية لأضرار جسيمة. نتيجة لذلك ، حدث أول هبوط ناجح للمركبة الفضائية في المطار فقط في نهاية عام 2017.
وفقًا لمشروع Dream Chaser ، إنها مركبة فضائية عادت إلى الأرض ، مصنوعة وفقًا لمخطط طائرة فضائية. عند إنشاء مركبة نقل فضائية جديدة متعددة الأغراض ، استخدم المطورون حلول التصميم التي تم تنفيذها سابقًا في تصميم المركبة الفضائية الأمريكية HL-20 وسلسلة كبيرة من سابقاتها ، بما في ذلك X-20 Dyna-Cor ، Northrop M2 -F2 و Northrop M2-F3 و Northrop HL-10 و Martin X-24A و X-24B ، وقد بدأ اختبار أولها في الستينيات من القرن الماضي. في البداية ، تم التخطيط لإنشاء نسخة مأهولة من السفينة ، مصممة لإيصال 60-2 رواد فضاء وحمولات إلى المدار ، ولكن في الوقت الحالي ، يجري العمل على نسخة غير مأهولة من المكوك في نسخة الشحن.
ستوفر السفينة الجديدة القدرة على نقل البضائع إلى مدار أرضي منخفض ثم العودة إلى الوطن. على عكس المركبات الفضائية الأخرى التي تهبط بالمظلة ، فإن المركبة الفضائية الجديدة ستهبط مثل طائرة على مدرج. من المقرر أن تهبط جميع المكوكات الست التي تم إطلاقها في إطار برنامج CRS-2 في مركز كينيدي للفضاء على المدرج الذي تم بناؤه لهبوط مكوك الفضاء السابق ، مكوك الفضاء.
سيتمكن مكوك الفضاء الأمريكي الجديد Dream Chaser من تسليم ما يصل إلى 5500 كجم من الشحنات المختلفة إلى محطة الفضاء الدولية ، بالإضافة إلى إعادة ما يقرب من 1750 كجم من الحمولة إلى الأرض. بفضل القدرة على الهبوط على المدرج وليس في البحر ، يمكن تفريغ البضائع التي يتم تسليمها إلى الأرض من الطائرة الفضائية بسرعة كبيرة. هذا مهم بشكل خاص للبرامج العلمية المختلفة ومفيد بشكل خاص عند إجراء التجارب البيولوجية. من الناحية الهيكلية ، سيتألف المكوك من جزأين: الطائرة الفضائية نفسها ووحدة شحن إضافية ترسو معها ، والتي ستكون موجودة في الجزء الخلفي من السيارة. السمة المميزة لـ Dream Chaser ستكون أجنحة قابلة للطي. مثل هذا الحل التقني ضروري لوضع السفينة داخل مقدمة مقدمة الصاروخ التي لا يتجاوز قطرها 5 أمتار. هذه الطريقة لإطلاق سفينة إلى المدار تميز الطائرة الفضائية الجديدة عن سابقتها الأمريكية ، مكوك الفضاء والمركبة السوفيتية بوران.
تجدر الإشارة إلى أنه في الاتحاد السوفيتي تم تطوير مركبة فضائية مماثلة في التصميم وطريقة الإطلاق ، تُعرف باسم BOR-4 (طائرة صاروخية مدارية غير مأهولة) أو Cosmos-1374. كانت مركبة فضائية تجريبية غير مأهولة ، والتي كانت نسخة مصغرة (حوالي 1: 2) من الطائرة المدارية الحلزونية. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، من عام 1982 إلى عام 1984 ، تم إجراء 6 عمليات إطلاق ناجحة لهذه المركبة الفضائية ، حيث تم إطلاق السفينة في مدارات مختلفة يصل ارتفاعها إلى 225 كم. تم إطلاق الجهاز ، وهو متواضع الحجم ، مثل طائرة الفضاء الأمريكية الحديثة Dream Chaser ، في مدار داخل غطاء رأس مركبة الإطلاق. جعلت الاختبارات والتجارب التي أجريت في الاتحاد السوفياتي في إطار برنامج BOR-4 من الممكن أخيرًا حل جميع المشاكل الحالية للحماية الحرارية لـ "النجم الرئيسي" لبرنامج الفضاء السوفيتي - طائرة صاروخية المدارية بوران.
معلومات